Rivestimenti antimicrobici in poliurea con particelle di ossido di nano-zinco drogate con terre rare
fonte:MATERIALI AZOLa pandemia di Covid-19 ha dimostrato l'urgente necessità di rivestimenti antivirali e antimicrobici per le superfici degli spazi pubblici e degli ambienti sanitari. Una recente ricerca pubblicata nell'ottobre 2021 sulla rivista Microbial Biotechnology ha dimostrato una preparazione rapida drogata con nano-ossido di zinco per rivestimenti in poliurea che cerca di affrontare questo problema. La necessità di superfici igieniche Come dimostrato da molteplici epidemie di malattie trasmissibili, le superfici sono una fonte di agenti patogeni trasmissione. La pressante necessità di prodotti chimici rapidi, efficaci e non tossici e di rivestimenti superficiali antimicrobici e antivirali ha stimolato la ricerca innovativa nei campi della biotecnologia, della chimica industriale e della scienza dei materiali. I rivestimenti superficiali con azione antivirale e antimicrobica possono ridurre il rischio di trasmissione virale e uccidono biostrutture e microrganismi al contatto. Ostacolano la crescita dei microrganismi attraverso la distruzione della membrana cellulare. Migliorano inoltre le proprietà della superficie, come la resistenza alla corrosione e la durabilità. Secondo il Centro europeo per il controllo e la prevenzione delle malattie, 4 milioni di persone (circa il doppio della popolazione del Nuovo Messico) ogni anno in tutto il mondo contraggono un'infezione associata all'assistenza sanitaria. Ciò porta a circa 37.000 morti in tutto il mondo, con una situazione particolarmente grave nei paesi in via di sviluppo dove le persone potrebbero non avere accesso a servizi igienico-sanitari adeguati e a infrastrutture igieniche sanitarie. Nel mondo occidentale, le ICA rappresentano la sesta causa di morte. Tutto è suscettibile alla contaminazione da microbi e virus: cibo, attrezzature, superfici, pareti e tessuti sono solo alcuni esempi. Anche i programmi di sanificazione regolari potrebbero non uccidere tutti i microbi presenti sulle superfici, quindi esiste un urgente bisogno di sviluppare rivestimenti superficiali non tossici che impediscano la crescita microbica. Nel caso del Covid-19, gli studi hanno dimostrato che il virus può rimanere attivo su superfici in acciaio inossidabile e plastica frequentemente toccate per un massimo di 72 ore, dimostrando l’urgente necessità di rivestimenti superficiali con proprietà antivirali. Le superfici antimicrobiche sono utilizzate in ambito sanitario da oltre un decennio, per controllare le epidemie di MRSA. Ossido di zinco: un composto chimico antimicrobico ampiamente esplorato L'ossido di zinco (ZnO) ha potenti proprietà antimicrobiche e antivirali. L'uso di ZnO è stato esplorato intensamente negli ultimi anni come ingrediente attivo in numerose sostanze chimiche antimicrobiche e antivirali. Numerosi studi sulla tossicità hanno scoperto che lo ZnO è praticamente non tossico per l'uomo e gli animali, ma è altamente efficace nel distruggere gli involucri cellulari dei microrganismi. I meccanismi di uccisione dei microrganismi dell'ossido di zinco possono essere attribuiti ad alcune proprietà. Gli ioni Zn2+ vengono rilasciati dalla parziale dissoluzione delle particelle di ossido di zinco che interrompono l'ulteriore attività antimicrobica anche in altri microbi presenti, nonché dal contatto diretto con le pareti cellulari e dal rilascio di specie reattive dell'ossigeno. L'attività antimicrobica dell'ossido di zinco è inoltre collegata alla dimensione e alla concentrazione delle particelle. : particelle più piccole e soluzioni a concentrazione più elevata di nanoparticelle di zinco hanno aumentato l'attività antimicrobica. Le nanoparticelle di ossido di zinco di dimensioni più piccole penetrano più facilmente nella membrana cellulare microbica a causa della loro ampia area interfacciale. Molti studi, in particolare su Sars-CoV-2 di recente, hanno chiarito un'azione altrettanto efficace contro i virus. Utilizzo di rivestimenti in ossido di nano-zinco e poliurea drogati con RE per creare superfici con proprietà antimicrobiche superiori Il team di Li, Liu, Yao e Narasimalu ha proposto un metodo per preparare rapidamente rivestimenti antimicrobici di poliurea introducendo nanoparticelle di ossido di zinco drogate con terre rare create mescolando le nanoparticelle con terre rare in acido nitrico. Le nanoparticelle ZnO sono state drogate con cerio (Ce), praseodimio (Pr), lantanio (LA) e gadolinio (Gd). Le particelle di nano-ossido di zinco drogate con lantanio sono risultate efficaci all'85% contro P. aeruginosa e Ceppi batterici di E. Coli. Queste nanoparticelle rimangono inoltre efficaci all'83% nell'uccidere i microbi, anche dopo 25 minuti di esposizione alla luce UV. Le particelle nano-ossido di zinco drogate esplorate nello studio potrebbero mostrare una migliore risposta alla luce UV e una risposta termica ai cambiamenti di temperatura. I test biologici e la caratterizzazione delle superfici hanno inoltre fornito la prova che le superfici mantengono le loro attività antimicrobiche dopo un uso ripetuto. I rivestimenti in poliurea hanno anche un'elevata durabilità con un minor rischio di distacco delle superfici. La durabilità delle superfici unita alle attività antimicrobiche e alla risposta ambientale delle particelle nano-ZnO migliorano il loro potenziale per applicazioni pratiche in una varietà di ambienti e settori. Usi potenziali Questa ricerca mostra un enorme potenziale per il controllo di future epidemie e l'arresto del trasmissione dell’HPAI in ambito sanitario. Esiste anche il potenziale per il loro utilizzo nell’industria alimentare per fornire imballaggi e fibre antimicrobici, migliorando la qualità e la durata di conservazione dei prodotti alimentari in futuro. Anche se questa ricerca è ancora agli inizi, senza dubbio presto uscirà dai laboratori e entrerà nella sfera commerciale.
Orario di pubblicazione: 10 novembre 2021